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1、森林健康预警体制探究作者：郭峰陈丽华汲文宪宋恒川单位：北京林业大学水土保持学院1材料与方法1.1研究区概况研究区位于滦河上游的河北省围场满族蒙古族自治县境内(41°；47&prime；~42°；06&prime；N,116°；51&prime；^117°；45&prime；E),地处阴山山脉、大兴安岭山脉余脉向西南延伸和燕山山脉的结合部，海拔750"1829m,自然坡度为l/150°ri/350°；o该地属大陆性季风型高原山地气候。年均气温-1.4〜4.71,无霜期67~128d,年均降水量38
2、0〜560mm,主要集中在6〜8月，占全年降水量的69%。年均蒸发量1462.旷1556.8mm,平均相对湿度63%。林管局林区土壤包括棕壤、褐土、风砂土、草甸土、沼泽土、灰色森林土和黑土等7个土类，土壤发育层次不明显，含石砾较多，一般土层厚度约40cm。北沟林场是木兰林管局10个直属林场之一，林场总经营面积约5730hm2,其中林地面积5000hm2,活立木蓄积2.84×；105m3,森林覆盖率88%。森林以天然次生林和人工林为主，主要乔木树种有白桦(Betulaplatyphylla)＞油松(Pinustabulae
3、formis)>华北落叶松(Larixprincipis-rupprechtii)、山杨(Populusdavidiana)、蒙古(Quercusmongolica)、五角枫(Acertruncatum)>榆树(Ulmusspp)等；主要灌木有山杏(Prunussibirica)灌丛、绣线菊(Spiraeasalicifolia)灌丛、照山白(Rhododendronmicranthum)灌丛、平榛(Corylusmandshurica)灌丛和沙棘(Hippophaerhamnoides)灌丛等。1.2研究方法经过全面踏勘，于20
4、09年8月在河北省围场县木兰围场林管局北沟林场天然次生林内设置4hm2典型样地，样地设在山地深处(海拔1350m),地理位置较偏僻(坡度19°；,坡向南偏东8°；),人为干扰程度较轻。该次生林树龄为39年，平均胸径15.33cm,平均数高11.3m,郁闭度90%。将林地分为100个小班，每个小班的面积是20m×；20m,对每个小班乔灌草进行常规外业调查。对乔木层进行调查，对胸径大于5cm的树木进行定位，记录每株树木的坐标、胸径、树高、冠幅等。灌木调查采用10m×；10m小样方进行，记录灌木的种类、高
5、度、地径、分布状况等。草本调查采用1m×；lm小样方进行，记录草本的种类、高度、盖度、生长状况等；在样地内挖掘土壤剖面，将土壤样品带回研究分析。2结果与分析2.1森林健康预警指标体系的建立森林生态系统的结构决定功能的稳定性。健康的森林是一个结构优化、功能稳定的生态系统，能够充分发挥其生态、经济和社会功能。对森林生态系统健康状况进行预警，预警指标体系的建立是首要和关键的步骤，预警指标体系建立的好坏直接关系到预警的科学性和准确程度。2.1.1指标选取根据指标科学性、代表性、可操作性和系统性的构建原则，在分析和整理国内外现有研
6、究成果的基础上[5-7],结合北沟林场的实际情况，采用复合结构功能指标法，本着科学性、代表性、可操作性和系统性的原则，初步构建北沟林场天然次生林森林健康预警指标体系（表I）-2.1.2指标筛选由于森林健康预警指标之间多存在相关性，即包含重复的信息，因此用较少的综合指标分别表示存在于各指标间的各类信息是有可能的，需要进行进一步的筛选。本研究采用定量和定性相结合的方法，对各指标进行筛选。（1）定量筛选。由于森林健康预警指标多且复杂，指标间存在相关性，需要找到一个合理的方法，减少分析指标的同时，尽量减少原指标包含信息的损失，对所收集的资
7、料作全面的分析。由于各变量间存在一定的相关关系，因此有可能用较少的综合指标分别综合存在于各变量中的各类信息。应用SPSS19.0中文版软件中的“分析/降维/因子分析”过程对森林健康各预警指标进行分析，输出结果见表2、表3。从主成分的统计信息（表2）可以看出，相关矩阵的第1个特征值为6.213,第1个特征根的贡献率为31.602%；前4个主成分的累计方差贡献率已超过85%,因此取前4个主成分作为综合预警指标，可以准确地描述原变量的信息，符合统计学的原理。从因子载荷矩阵表（表3）可以看出，群落层次结构、郁闭度、林分生物量、叶面积指数、
8、森林病虫害程度在第一主成分上有较高载荷，说明第一主成分基本反映了这些指标的信息；森林病虫害程度、森林火险等级在第二主成分上有较高的载荷，说明第二主成分基本反映了这2个指标的信息；叶面积指数在第三主成分上有较高载荷，说明第三主成分基本反映了这个指标的
